中国泥石流研究热点与前沿——基于中国知网的文献分析

井 浩，陶 虎

(1.青海交通职业技术学院，青海 西宁 810003；2.兰州交通大学，甘肃 兰州 730070)

我国的泥石流研究开始于20世纪50年代，至今有近70年的时间，从最初的调查研究逐步深入到探索泥石流内部规律的研究，从最初的宏观研究发展到现在微观尺度上的研究，中国科学院建立了成都山地灾害与环境研究所，建立了云南东川蒋家沟泥石流观测研究站，许多高等院校建立了泥石流动力学模拟实验室，关于泥石流的研究成果也越来越多.学者们对国内泥石流灾害做了大量的研究和探讨，取得了大量的研究成果，丰富了中国泥石流灾害研究的理论体系，但是泥石流研究的热点和趋势还缺乏文献和数据方面的支撑.本文以中国知网提供的高质量样本文献为研究对象，运用文献计量法和Citespace可视化工具进行分析，形象直观地考察了泥石流灾害研究主题的演变特征.探索了我国泥石流灾害研究的热点及前沿，具有较高的可信度，对推进中国泥石流灾害研究工作和基础设施建设具有较大的参考价值.

1 数据来源

本文的数据来源于中国知网，以中国知网收录的的中文核心期刊、SCI来源期刊和EI来源期刊为样本文献，涵盖了我国以泥石流为主题研究的高质量期刊文献[1].数据的具体收集与处理过程为：(1)打开CNKI界面；(2)选择“高级检索”；(3)点击“期刊”；(4)设定主题为“泥石流”或者关键词为“泥石流”；(5)年份设定为1992—2020年；(6)检索期刊来源类别限定为核心期刊、SCI来源期刊和EI来源期刊；(7)限定为中文文献，检索到2104条文献记录，剔除报道及会议通知等不相关文献，剩余文献记录是1799条.

2 研究方法

本文利用CiteSpace5.6软件来进行文献计量学分析，其核心理论是近年来的新兴的知识图谱理论，知识图谱利用可视化图谱将某研究领域的知识结构、前沿热点、发展过程以及演化趋势等形象的呈现出来.探索研究领域的动态发展规律，为相关领域提供科学的、有价值的参考[2].CiteSpace是文献计量学工具，用于观察某个研究领域的研究热点及趋势，并以可视化的方式将作者、研究机构、关键词、共引关系及研究基金等信息加以呈现.本文按照软件的操作要求逐步设置相关参数：时间跨度(Time slicing)设置为1992—2020年，设置时间切片为1年，设置裁剪方法为Pathfinder，节点类型和阈值根据其具体内容进行选择[1].对样本文献进行多次运行分析，绘制出来的共现图谱和聚类图谱，并判断图谱的合理性及显著性是否满足要求，依据图谱及核心文献分析我国泥石流研究领域的近况、热门主题和研究前沿[1].分析结果可以为相关学者全面而准确地掌握泥石流研究领域的状况提供科学参考.

3 泥石流研究成果的分布特征

3.1 发文量的时间分析

年度发文量能够全面掌握我国泥石流研究的整体发展趋势，能清晰地反映该领域在特定时期的研究情况[1].从泥石流研究文献发表时间分布来看(图1)，我国泥石流研究文献的发文数量总体上呈上升趋势.发文情况大致可以划分为三个阶段，第一阶段是1992-2007年，该阶段是起步阶段，关于泥石流的研究成果比较少，主要受制于经济发展水平低及科研能力弱的原因.第二阶段是2008-2012年，该阶段关于泥石流的研究成果迅速上升，且在2012年文献量达到最高值152篇之多，是我国泥石流研究的爆发期.第三阶段是2013-2020年，为平稳发展期.其中，2008-2010年间发文量暴涨，是因为2008年我国的自然灾害频发，5月12日的汶川特大地震，引发了大量的崩塌、滑坡，严重堵塞了沟道，同时造成山体破碎，产生大量松散物质，为泥石流活动提供了良好的条件，加之2008年8月暴雨洪灾，造成大量泥石流灾害发生；2010年8月8日，甘肃南部舟曲县突发特大泥石流灾害，造成严重的人员伤亡和财产损失.频发的泥石流灾害引起了广大民众及政府的严重关切，促使相关的研究机构、科研院校及学者们对泥石流灾害领域进行了广泛研究，从而掀起了该领域的研究热潮.由此可见，泥石流灾害领域的研究活跃程度，受自然灾害发生频率规模及国家政策影响较大，同时，也和国家经济发展及科研能力密切相关.

图1 泥石流研究发文量时间分布情况

3.2 发文作者情况分析

分析样本文献中作者的发文量，可以得到该领域具有影响力和权威性的研究学者.从1799篇高质量的有效样本文献之中将发文量≥15篇的学者进行筛选统计，共计有21位，发文量≥50篇的学者有9位(表1)，排在第一位的是崔鹏[3]，发文量达到103篇之多，第二位是韦方强(64篇)，第三位是唐川[4](61篇).从表中的起始年份可以看出：刘希林、游勇和唐川三位学者对泥石流研究贡献的时间最早，为第一梯队；第二梯队主要以崔鹏、韦方强和余斌为代表.在CiteSpace中，中介中心性超过0.1的节点称为关键节点，从表1可以看出，只有崔鹏的中介中心性为0.1，其余学者的中心性均小于0.1，说明我国在近30年间产生了一批专注于泥石流研究的权威学者，且已经有一定的影响力，但聚合力还较弱.

表1 泥石流研究发文量≥30的作者的统计表

利用CiteSpace 5.6软件对样本文献的作者合作关系进行共现分析，再利用软件中的聚类功能进行聚类分析，得到了作者合作网络图谱，如见图2所示.图谱中的节点代表作者，节点处的圆圈大小代表该作者在该领域产出的文献数量.图谱中节点间的连线表示两端作者之间的合作，粗细代表合作的程度.结果显示，网络图谱中共有网络节点438个，连线618条，网络密度为0.0065，网络密度值非常小，说明大部分作者之间合作不紧密，仅部分作者之间有较好的合作关系.形成了以崔鹏、唐川、游勇、余斌、韦方强5位学者为核心且具有一定联系的5大研究群体.崔鹏、唐川及韦方强3位学者是发文发文数量最多的，并形成各自的研究团队，团队内部存在较为紧密的合作互引关系，形成了高发文数量、多作者、链接复杂的内部网络.但团队间的合作网比较疏松，连接比较少，说明研究群体之间的交流合作非常有限.在网络图谱的外围，还存在许多发文数量较低、作者较少、链接简单的小型合作网络，以及大量散布的独立作者[5].因此，相关的研究学者之间以及研究团队之间的合作交流需要进一步加强.

图2 泥石流研究作者的共现网络图谱

3.3 研究机构分析

将1799篇高质量文献样本的发文机构进行统计，如表2所示，1992年以来发文量前三的机构是中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所、中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室、成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室.其中，中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所发文量最多，达到239篇，中介中心性为0.2>0.1，该机构在泥石流灾害研究领域表现最为突出.该所是我国最早从事泥石流灾害研究的国家级研究机构，从成立到现在，产出了大量成果，为我国泥石流研究打下坚实基础，为我泥石流防治和促进经济社会发展提供科学依据和技术支撑[6]；其次是中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室，为152篇，中介中心性为0.1.

表2 发文量前十的泥石流研究机构统计表

对样本文献中的研究机构进行共现分析，绘制出泥石流研究机构合作网络图谱，帮助我们了解相关研究机构之间的合作情况、分布情况[1].如图3所示.有159个节点和134条连线，网络密度为0.0107.共现密度还是比较低，说明各个相关研究机构之间的合作较少，该领域的学术机构还需要进一步加强交流合作.

图3 研究机构共现网络图谱

4 中国泥石流研究热点和前沿趋势分析

4.1 基于关键词共现的研究主题分析

利用为文献可视化软件Citespace5.6来进行分析，经过反复调谐后设置阈值TopN=50，TopN%=10，Thresholding C(2，2，20)，CC(4，3，20)，CCV(2，2，20).对已经选定的泥石流样本文献中的关键词进行分析，绘制出1992-2020年我国泥石流高质量研究文献的关键词共现知识图谱如图4所示.可以看出，众多关键词之间形成了一个结构复杂、主次明显的共现图谱.图谱中显示的网络节点共有175个，点代表关键词，圆圈大小代表关键词出现的频次，圆圈越大，则该关键词出现的频次越大，其热度也越高[7].图谱中的连线共有168条，线的粗细表示两个关键词的共现程度，颜色表示共现年份.综合分析关键词的频次和中介中心性值，能够得出泥石流灾害领域的研究主题与发展趋势.通过观察1992-2020年我国泥石流高质量研究文献的关键词共现知识图谱，统计除去“泥石流”“滑坡”后，频次≥30的关键词如表3所示，共计6个，其中“危险性评价”频次最高为79次，中心性值均大于0.1，说明在泥石流研究领域具有导向性.这些关键词与泥石流的特征、形成因素、危害程度及研究方法等主题有密切相关.

图4 1992-2020年我国泥石流高质量研究文献的关键词共现知识图谱

序号关键词频次中介中心性首次发文年份1危险性评价790.1320042地质灾害660.2920053汶川地震580.1920084山地灾害450.3619925数值模拟400.1519946形成条件340.232010

4.2 基于关键词聚类的研究热点分析

借助CiteSpace5.6在关键词共现的基础上进行聚类分析[1].以TopN=50为阈值，运行并调谐，显示发文频次2次以上的关键词(threshold设置为2).并通过Citespace中提供的LLR算法将这些关键词聚类成若干主题，且每一个聚类图都有一个相对应的聚类关键词标签.得到泥石流研究领域关键词聚类知识图,如图5所示，共有12个聚类标签，每个小聚类视图下由多个紧密相关的关键词构成.聚类结果的好坏通过S值和Q值评价，当Q值大于0.3即可认为聚类效果良好；当S值大于0.4，接近1时，说明同个聚类个体之间的同质性越高[8].对泥石流研究领域关键词进行聚类分析后，绘制出来的图谱S=0.4632>0.4，Q=0.8327>0.3，说明本知识聚类结构既合理且显著.

图5 我国泥石流研究领域关键词聚类图谱

通过分析关键词聚类网络知识图谱能够探索某研究领域的研究热点，同时也能反映该热点的集中程度[1].如表4所示，将高中心性关键词与S值结合分析即可得到该时期的核心研究热点，整理后总结为以下三个方面的研究热点.

表4 关键词聚类汇总

(1)泥石流特征的研究

泥石流特征的研究主要包括发育特征和动力学特征，对泥石流的形成条件、分类及防治措施等方面进行研究[9].该方面的研究主要体现在聚类2中，聚类2中关键词的频次和中心性见表5，“形成条件”的频次最高，为34次，其中心性也较高，为0.23；其次是“动力学特征”，其频次是5，但中心性是最高的，为0.29.综合分析关键词的频次和中心性，得到泥石流的形成条件和动力学特征是泥石流特征研究的核心点，对于泥石流形成规模、危害程度及科学防治具有重要意义[10].

表5 聚类2中关键词的频次和中心性统计表

(2)危险性评价的研究

危险性评价在聚类知识图谱中大小为13，S值为1(见表4)，说明危险性评价在泥石流灾害研究领域占有核心地位.有关泥石流危险性评价的关键词出现在该领域的整个研究历史中，说明危险性评价始终是泥石流灾害的重点研究内容.1992—2020年(数据截至2020年5月30日)，“危险性评价”“危险性”和“危险度”等关键词出现频繁.该研究热点分为三个阶段，第一阶段，1992-2009年，主要是以单沟泥石流的危险性评价为核心的研究，该阶段研究成果较少，其中有连续6年在泥石流危险性评价方面无高质量成果产出；第二阶段为2010-2017年，研究尺度从单沟泥石流扩大到区域泥石流，该时期关于危险性评价的研究也进入了活跃期，“风险度”“易损度”和“防治对策”等内容也相继成为核心研究主题[5].

(3)方法模型的研究

因为泥石流形成因素的多样性、多变性及复杂性，使得泥石流的监测预报、危险性评价及防治措施等研究变得比较困难，泥石流灾害研究的技术方法一直是广大学者关注的重要方面，学者们尝试了众多的分析方法和模型构建.在关键词聚类中，方法模型几乎在每个聚类中都出现过，主要有：“地理信息系统”“层次分析法”“flo-2d”、“数值模拟”、“模糊综合评判”及“可拓学”等.2000年开始，我国泥石流灾害研究进入了研究主题与技术方法多样化的繁荣发展时期，各类相关研究百花齐放，研究成果暴增，极大的促进了该领域研究的发展.

4.3 前沿趋势

突现词指某时段内频次变化率较高的词，体现了不同期内受到高度关注的研究主题，适用于发掘学科发展的新兴趋势[5].运行CiteSpace5.6进行突现词分析，得到18个突现词.图6清晰地展现了每个突发关键词的突发强度和起始年份，红色线代表突发关键词持续时间.“汶川地震”关键词的突发强度为10.6896，持续时间2008-2015年，该词突发强度最高，持续时间较长，说明“汶川地震”一词在该研究领域最具有影响力，可见2008年汶川地震对我国泥石流研究影响深远，众多学者对震后泥石流进行了特征分析、风险评价及防治对策研究[11]；其次是“滑坡”，突发强度为9.6756，持续时间2002-2009年.从图6可以看出近年来突现的关键词有“数值模拟”“敏感性”“白龙江流域”“拦砂坝”及“危险性评价”等关键词，虽然它们的突发强度不高，持续时间也不是很长，但是，新的研究前沿的出现，往往需要经过一段时间的探索才会成为下一时期的核心研究主题[5].综合判断，方法模型、监测预报与大型泥石流的危险性评价将成为我国泥石流灾害研究领域未来的核心主题.

图6 1992-2020年泥石流研究最强突发词

5 结论

(1)1992年以来，随着全球变暖，极端天气频发，我国重大的泥石流灾害也日趋增多，众多学者参与到该领域的研究，泥石流研究与防治也逐步系统化，产出的成果也持续不断地增长，2012年该领域的研究文献高达152篇，2013年之后，泥石流的研究进入了高水平的平稳发展期.

(2)崔鹏、唐川、游勇、余斌、韦方强等学者是泥石流研究领域的5大核心人物，并形成了各自的研究群体，群体内部存在较为紧密的合作，但群体之间合作较少，同时，存在大量的独立作者.在我国159个相关泥石流的研究机构中，成果产出最多和影响最大的3家机构分别为：中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所、中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室、成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，各机构之间的合作关系比较少.说明我国泥石流的合作研究不聚焦，研究方向较为分散.

(3)从泥石流研究的热点和前沿来看，我国近年来泥石流研究热点主要聚集在地质灾害链、泥石流特征、危险性评价及方法模型等4个方面.这些热点的研究构成了我国泥石流的完整理论体系，并取得了大量高质量的研究成果，培养了大量优秀学者，为我国的泥石流研究工作打下了良好的基础.突现词综合分析结果表明，方法模型、监测预报与大型泥石流的危险性评价有可能成为我国泥石流灾害研究领域未来的核心主题.泥石流研究的演化规律受到重大地质灾害的影响.